EP4581687A1 - Installation pour la production d'electrodes pour batteries - Google Patents

Installation pour la production d'electrodes pour batteries

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Publication number
EP4581687A1
EP4581687A1 EP23762442.4A EP23762442A EP4581687A1 EP 4581687 A1 EP4581687 A1 EP 4581687A1 EP 23762442 A EP23762442 A EP 23762442A EP 4581687 A1 EP4581687 A1 EP 4581687A1
Authority
EP
European Patent Office
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air
nmp
dryer
installation
anode
Prior art date
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Pending
Application number
EP23762442.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Humeau
Benoît DENOUE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Axima Concept SA
Original Assignee
Axima Concept SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Axima Concept SA filed Critical Axima Concept SA
Publication of EP4581687A1 publication Critical patent/EP4581687A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation

Definitions

  • the present invention relates to the field of recovery of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) or any other solvent serving as an intermediate product for the manufacture of anodes and cathodes and installations for the recovery of the NMP or solvent considered.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • NMP is a polar solvent with strong selectivity and stability, widely used in the field of electronics and batteries, appearing as a colorless transparent oily liquid with a slight amine odor.
  • NMP has low volatility, good thermal and chemical stability, and can evaporate with water vapor. It is sensitive to light and has a boiling point of 202°C at atmospheric pressure. It is easily soluble in water, ethanol, ether, acetone, ethyl acetate, chloroform and benzene, and can dissolve most organic and inorganic compounds, polar gases, natural and synthetic polymer compounds.
  • NMP is notably used in industries such as the manufacture of cathode electrodes for lithium batteries, medicines, pesticides, pigments, cleaning agents and insulating materials.
  • NMP presents difficult recycling procedures because NMP is subject to oxidation in the presence of air, producing acidic substances, particularly under the combined action of water, air and high temperatures.
  • the solution proposed in the prior art has the disadvantage of a fixed sampling of 20% of the NMP vapors from the cathode dryer. This levy rate is empirical and is not generally appropriate. Indeed, the size of the dryer and the operating conditions vary greatly from one installation to another, and the NMP content in the drying chamber is critical. If it exceeds a threshold value, the atmosphere in the dryer becomes flammable and explosive.
  • the invention proposes to introduce into the NMP recovery circuit a valve controlling the suction flow rate to adjust the rate to a non-fixed value set by the operator depending on the configuration of the installation and current production, variably depending on production changes.
  • the invention also proposes the heating of the injected air to avoid the formation of condensation.
  • the present invention relates, in its most general sense, to an installation for the production of electrodes for lithium-ion batteries having the characteristics set out in claim 1.
  • said energy recoverer comprises an air-water heat exchanger arranged on the downstream duct for suction of hot air coming from the anode dryer, said air-water exchanger (being connected by a heat transfer fluid circuit to a second air-water exchanger placed on the upstream hot air injection conduit into the anode dryer.
  • This drying tunnel (100) releases air loaded with NMP, the aim of the invention being to purify this air to avoid discharging toxic effluents and to recover the NMP with a view to reusing it for a new preparation process. of an induction ink.
  • the air loaded with NMP is extracted from the drying tunnel (100) through a downstream conduit (110), and the recycled air is reinjected into the drying tunnel (100) through an upstream conduit (120).
  • the air coming from the drying tunnel (100) is sucked into the downstream duct (110) with a flow rate slightly higher than the rate of reinjection of purified air through the upstream duct (120), for example a flow rate of 80,000 m 3 per hour for suction into the downstream conduit (110) of air containing approximately 8240 mg/m 3 of NMP, at a temperature of around 97°C.
  • the purified air is reinjected through the upstream conduit (120) with a start of 78,200 m 3 /h, at a temperature of 70°C and with an NMP rate of less than 5,990 mg/m 3 .
  • a downstream conduit (110) presents, for example, a suction sheath ensuring the recycling of vapors resulting from the drying of the cathodes.
  • a valve (130) makes it possible to control the suction flow.
  • the downstream conduit (120) comprises a first valve (121) for controlling the flow rate of introduction of fresh outside air, and a second valve (122) for controlling the inlet of recycled hot air, as well as a third valve (123) for exhausting air to the outside.
  • These valves serve as a safety device by injecting outside air if the NMP concentration is too high, in order to limit the risk of explosion of NMP vapors in the dryer.
  • the flow rate passing through the condenser (500) is approximately 21,450 m 3 /h
  • the flow rate transmitted directly to the upstream conduit (120) is approximately 56,700 m 3 /h.
  • the NMP is recovered in a tank (550) with a flow rate of approximately 3kg per minute, at a temperature of 3°C.
  • the washing tower (520) releases into the atmosphere air containing less than 1 to 2 mg/m 3 of NMP, depending on applicable local regulations.
  • Air treatment of the anode drying tunnel (200) is simpler because the solvent used for coating the anodes is generally pure water. It therefore simply comprises a downstream suction conduit (210) sucking in humid air at a temperature of approximately 97°C and a water vapor content with a given flow rate and an upstream air injection conduit ( 220) with a slightly lower flow rate.
  • the pressure differential guarantees a depression inside the anode dryer (200) avoiding unwanted discharges of stale air into the atmosphere of the coating rooms.
  • a valve controls the rejection of air to the outside via a fan (230).
  • the fresh air is sucked in by a fan (243) with filtration by two filters (241, 242).
  • the air is also filtered by a filter (243) before injection into the dryer via the upstream conduit (220).
  • the invention relates more particularly to the energy optimization of the installation for treating cathode and anode drying effluents.
  • the installation includes an air-water heat exchanger (20) ensuring the heating of the air injected into the upstream conduit (220) opening into the anode dryer (200).
  • This heat exchanger (20) is supplied by a heat transfer fluid coming from a first air-water exchanger (10) placed on the downstream conduit (110) of the cathode dryer (100).
  • a heat recovery unit (1) is connected to the circuit to evacuate excess heat from the heat transfer fluid when the anode dryer (200) is not in operation.
  • the air-water heat exchanger (20) ensuring the heating of the air injected into the upstream conduit (220) opening into the anode dryer (200) provides, in a particular embodiment, an energy gain of approximately 343 kW
  • the air-water exchanger (501) arranged on said NMP condensation and recovery system (500) provides an energy gain of approximately 184 kW.
  • Two isolation valves (225, 226) make it possible to isolate the installation from the outside in the event of operation stopping.
  • the air loaded with NMP from the drying tunnel (100) of the cathodes enters the condenser enclosure at a temperature of 68 to 85°C through an upstream end (520) and passes through a series of condensation batteries (520 to 523) in which circulates a low temperature heat transfer fluid coming from a cold source (540) at - 2 °C.
  • the fluid enters the cell (520 to 523) at a temperature of -2°C and leaves at a temperature of +3°C.
  • the air loaded with NMP cools as it passes each condensation cell (520 to 523) and its temperature decreases, for example, respectively to 30°C, 20°C, 12°C then 3°C as it passes the condensation cells ( 520 to 523) successive.
  • the condensed NMP is collected in each condensation cell (520 to 523) and transferred to a tank (550).
  • a thermal recovery system is composed of an air-water exchanger (502) located at the outlet of the condenser, through which purified air passes at a temperature of approximately 3°C and emerges at a temperature of approximately 35°C. at 55°C.
  • the cooled heat fluid circulates in a transfer circuit (560) thanks to a pump (565) to cool an upstream heat exchanger (501) placed between the air supply contained in the NMP (520) and the first cell (520 ), and provides primary cooling of the air to bring it to a temperature of approximately 50°C.
  • the coating of the anodes also uses a solvent containing NMP.
  • the circuit for recycling the air coming from the drying tunnel (200) of the anodes comprises the same equipment as the circuit for recycling the air coming from the drying tunnel (100) of the cathodes, and in particular a condenser (500) with a heat recovery circuit as described above.

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Abstract

La présente invention concerne une installation pour la production d'électrodes pour batteries lithium-ion comportant un poste d'enduction de matières actives sur cathodes dans un solvant constitué de NMP, et un poste d'enduction de matières actives sur anodes dans un solvant aqueux, ladite installation comportant un système (500) de condensation et de récupération de NMP au sécheur de cathodes (100) caractérisé en ce que le flux traité par ledit système (500) de condensation et de récupération de NMP est constitué par une partie comprise entre 15 et 90 % du flux issu dudit sécheur de cathodes (100) et calculée au plus juste selon la quantité de NMP à évaporer.

Description

    INSTALLATION POUR LA PRODUCTION D’ELECTRODES POUR BATTERIES Domaine de l’invention
  • La présente invention concerne le domaine de la récupération du NMP (N-méthyl-2-pyrrolidone) ou de tout autre solvant servant de produit intermédiaire pour les fabrication des anodes et cathodes et des installations pour la récupération du NMP ou solvant considéré.
  • Le NMP est un solvant polaire avec une forte sélectivité et stabilité, largement utilisé dans le domaine de l’électronique et des batteries, se présentant sous la forme d’un liquide huileux transparent incolore avec une légère odeur d’amine. Le NMP présente une faible volatilité, une bonne stabilité thermique et chimique, et peut s’évaporer avec la vapeur d’eau. Il est sensible à la lumière et présente un point d’ébullition à 202°C à la pression atmosphérique. Il est facilement soluble dans l’eau, l’éthanol, l’éther, l’acétone, l’acétate d’éthyle, le chloroforme et le benzène, et peut dissoudre la plupart des composés organiques et inorganiques, des gaz polaires, des composés polymères naturels et synthétiques. Le NMP est notamment utilisé dans des industries telles que la fabrication d'électrodes cathodiques pour les batteries au lithium, les médicaments, les pesticides, les pigments, les agents de nettoyage et les matériaux isolants.
  • Pour la production de batteries lithium-ion, des feuilles d’aluminium ou de cuivre revêtues de matières actives diluées dans le solvant organique NMP afin de lier les ions de lithium aux feuilles support. Les feuilles ainsi enduites sont ensuite placées dans un sécheur pour évaporer le NMP. Il en résulte des vapeurs polluantes formées d’un mélange d’air et de NMP. Ces vapeurs sont dangereuses pour l’environnement et la santé et en outre rapidement inflammables et de surcroît conduisent à une consommation importante de NMP s’il n’est pas récupéré et recyclé.
  • Il est connu de récupérer la vapeur dans une tour de récupération pour réduire les problèmes environnementaux et économiques. Les procédés consistent habituellement à ajouter de l’eau constituant un absorbant du NMP à cette vapeur. Dans le conteneur, la vapeur chaude de NMP se mélange à l’eau froide, la concentration de NMP dans l’air diminue et la concentration dans l’eau augmente. Le NMP change d’état d’agrégation et devient liquide et n’est plus hautement inflammable. L’eau devient tiède. La technologie existante de récupération et de purification des déchets liquides de NMP consiste principalement à récupérer le NMP par distillation sous vide. En plus de l'objectif d'élimination de l'eau et des solides, le produit fini de NMP peut être recyclé.
  • Avec le développement de la technologie des batteries lithium-ion, le recyclage de ce solvant constitue un enjeu majeur pour économiser les ressources de production et protéger l’environnement.
  • Le NMP présente des procédures de recyclage malaisées car le NMP est sujette à l'oxydation en présence d'air, produisant des substances acides, notamment sous l'action combinée de l'eau, de l'air et des hautes températures.
    • Etat de la technique
  • On connaît dans l’état de la technique le brevet chinois CN110152338 décrivant une solution pour le recyclage de condensats de vapeur NMP dans la production de batteries au lithium, comprenant les étapes suivantes :
    • dériver 80 % des vapeurs NMP provenant de l’installation de cuisson par un ventilateur et retour du recyclage vers la machine de revêtement de 20 % gaz d'échappement
    • Evacuation de 20% des vapeurs d'échappement à travers le récupérateur de chaleur perdue, le condenseur à eau et le condenseur refroidi à l'eau de la machine à eau de refroidissement, pour le refroidissement de la vapeur et de la vapeur NMP, la condensation dans les gaz d'échappement. Il s’agit d’un processus de traitement efficace qui décharge les gaz d'échappement dans la présente invention dans la production de batteries au lithium, qui effectue une récupération de condensation à circulation fermée.
    Inconvénients de l’art antérieur
  • La solution proposée dans l’art antérieur présente l’inconvénient d’un prélèvement fixe de 20% des vapeurs de NMP issu du sécheur de cathodes. Ce taux de prélèvement est empirique et n’est pas approprié de manière générale. En effet, la taille du sécheur et les conditions opératoires varient fortement d’une installation à l’autre, et la teneur en NMP dans la chambre de séchage est critique. Si elle dépasse une valeur seuil, l’atmosphère dans le sécheur devient inflammable et explosive.
    • Solution apportée par l’invention
  • Pour répondre à cet inconvénient, l’invention propose d’introduire dans le circuit de récupération de NMP une vanne commandant le débit d’aspiration pour ajuster le taux à une valeur non figée fixée par l’opérateur en fonction de la configuration de l’installation et de la production en cours, de manière variable en fonction des changements de production. L’invention propose aussi le réchauffage de l’air injecté pour éviter la formation de condensation.
  • la présente invention concerne selon son acception la plus générale une installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion présentant les caractéristiques énoncées par la revendication 1.
  • L’installation type comporte un poste d’enduction de matières actives sur cathodes dans un solvant constitué de NMP, et un poste d’enduction de matières actives sur anodes dans un solvant aqueux, ladite installation comportant un système de condensation et de récupération de NMP au sécheur de cathodes caractérisé en ce que le flux traité par ledit système de condensation et de récupération de NMP est constitué par une partie comprise entre 15 et 90 % du flux issu dudit sécheur de cathodes.
  • Avantageusement, l’installation comporte un échangeur de chaleur air-eau assurant le réchauffage de l’air injecté dans le conduit amont débouchant dans le sécheur d’anodes.
  • Selon une variante, ledit échangeur de chaleur air-eau est alimenté par un fluide caloporteur provenant d’un échangeur air-eau disposé sur le conduit aval du sécheur de cathodes.
  • Selon une variante, ledit système de condensation de NMP comporte un échangeur air-eau amont et un échangeur air-eau aval, reliés par une circulation d’un fluide caloporteur.
  • Selon une variante, l’installation comporte un récupérateur d’énergie placé sur la boucle d’air du sécheur d’anodes.
  • Avantageusement, ledit récupérateur d’énergie comporte un échangeur de chaleur air-eau disposé sur le conduit aval d’aspiration d’air chaud provenant du sécheur d’anodes, ledit échangeur air-eau (étant relié par un circuit de fluide caloporteur à un second échangeur air-eau disposé sur le conduit amont d’injection d’air chaud dans le sécheur d’anodes.
  • Selon une autre variante le solvant du poste d’enduction d’anodes contient également du NMP, et en ce que ledit sécheur d’anodes génère un second flux traité partiellement ou totalement par ledit système (500) de condensation et de récupération de NMP.
  • Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où :
  • la décrit une vue schématique d’une installation conforme à l’invention
  • la décrit une vue schématique en coupe d’un condenseur exploité dans une installation conforme à l’invention.
    • Présentation de la ligne d’enduction de cathode
  • L’installation décrite à titre d’exemple est illustrée par la représentant le schéma de principe. Elle comprend
  • - une ligne d’enduction de cathodes équipée d’un tunnel de séchage (100) destiné à l’évaporation du solvant utilisé lors de l’étape d’enduction des cathodes, et
  • - une ligne d’enduction d’anodes équipée d’un tunnel de séchage (200) destiné à l’évaporation du solvant utilisé lors de l’étape d’enduction des anodes. L’étape d’enduction des cathodes, en amont de l’invention, consiste à déposer sur des collecteurs de courant, par exemple des feuilles d’aluminium, une encre composite contenant des ions lithium. Les composants sont dissous dans un solvant, la NMP (N-méthyl-2-pyrrolidone) à l’aide d’outils tels que des défloculeuses et autres homogénéisateurs et disperseurs permettant une bonne homogénéité des encres produites.
  • Cette encre est déposée sur les collecteurs de courant à l’aide d’une table à enduction en ajustant la hauteur de la règle à enduction afin d’obtenir le grammage visé (quantité de matériau par unité de surface en mg.cm-2), puis les électrodes enduites sont chauffées pour évaporer le solvant dans un sécheur (100) présentant typiquement une longueur d’environ 50 m, une section de l’ordre de 0,5m et une température de l’ordre de 80°C à 130°C, que l’électrode traverse en une minute environ.
  • Ce tunnel de séchage (100) dégage de l’air chargé de NMP, le but de l’invention étant de purifier cet air pour éviter de rejeter des effluents toxiques et pour récupérer le NMP en vue de le réutiliser pour un nouveau processus de préparation d’une encre d’induction. A cet effet, l’air chargé de NMP est extrait du tunnel de séchage (100) par un conduit aval (110), et l’air recyclé est réinjecté dans le tunnel de séchage (100) par un conduit amont (120). L’air provenant du tunnel de séchage (100) est aspiré dans le conduit aval (110) avec un débit légèrement supérieur au débit de réinjection d’air épuré par le conduit amont (120), par exemple un débit de 80000 m3 par heure pour l’aspiration dans le conduit aval (110) d’air contenant environ 8240 mg/m3 de NMP, à une température de l’ordre de 97°C.
  • L’air épuré est réinjecté par le conduit amont (120) avec un début de 78200 m3/h, à une température de 70°C et avec un taux de NMP inférieur à 5990 mg/m3.
  • Le différentiel de pression garantie une dépression à l’intérieur du sécheur de cathodes (100) évitant les rejets inopportuns d’air vicié dans l’atmosphère de la salle d’enduction.
  • Un conduit aval (110) présente à titre d’exemple une gaine d’aspiration assurant le recyclage des vapeurs issues du séchage des cathodes. Une vanne (130) permet de commander le débit d’aspiration.
  • Le conduit aval (120) comporte un conduit d’injection d’air pur chaud associés à un ventilateur (125) assurant une dépression de 4000 Pa.
  • Le conduit aval (120) comporte une première vanne (121) pour commander le débit d’introduction d’air frais extérieur, et une deuxième vanne (122) pour commander l’arrivée d’air chaud recyclé, ainsi qu’une troisième vanne (123) pour le rejet d’air vers l’extérieur. Ces vannes servent de sécurité par injection d’air extérieur si la concentration en NMP est trop forte, afin de limiter les risques d’explosion des vapeurs de NMP dans le sécheur
  • Présentation de l’installation de recyclage du NMP
  • L’air chaud chargé de NMP provenant du conduit aval (110) est divisé en deux flux par une dérivation (130) dirigeant une part du flux vers un condenseur (500) et le reste du flux directement vers le conduit amont (120). La proportion d'air passant dans le condenseur est calculée sur la base de la quantité de NMP à condenser (donnée client)
  • Le condenseur de NMP est de type connu, mais à la différence des solutions de l’art antérieur, il ne traite qu’une partie du flux de sortie du tunnel de séchage (100).
  • A titre d’exemple, le débit traversant le condenseur (500) est d’environ 21450 m3/h, et le débit transmis directement vers le conduit amont (120) d’environ 56700 m3/h.
  • Le NMP est récupéré dans un réservoir (550) avec un débit d’environ 3kg par minute, à une température de 3°C.
  • La sortie du condenseur (500) est reliée à une tour de lavage (520) par un circuit piloté comportant une vanne (530). Cette tour de lavage (520) reçoit aussi optionnellement les gaz provenant d’une hotte d’aspiration (150) placée au-dessus de la chambre d’enduction des électrodes.
  • La tour de lavage (520) rejette dans l’atmosphère un air contenant moins de 1 à 2 mg/m3 de NMP, selon la règlementation locale applicable.
  • Présentation de l’installation de traitement de l’air du tunnel de séchage des anodes
  • Le traitement de l’air du tunnel de séchage des anodes (200) est plus simple car le solvant utilisé pour l’enduction des anodes est généralement de l’eau pure. Il comporte donc simplement un conduit d’aspiration aval (210) aspirant l’air humide à une température d’environ 97°C et une teneur en vapeur d’eau avec un débit donné et un conduit d’injection d’air amont (220) avec un débit légèrement inferieur . Le différentiel de pression garantit une dépression à l’intérieur du sécheur d’anodes (200) évitant les rejets inopportuns d’air vicié dans l’atmosphère des salles d’enduction.
  • Une vanne commande le rejet de l’air vers l’extérieur via un ventilateur (230). L’air frais est aspiré par un ventilateur (243) avec un filtrage par deux filtres (241, 242). L’air est filtré également par un filtre (243) avant injection dans le sécheur via le conduit amont (220).
  • Récupération d’énergie entre le sécheur d’anodes et le sécheur de cathodes
  • L’invention concerne plus particulièrement l’optimisation énergétique de l’installation de traitement des effluents de séchage des cathodes et des anodes.
  • A cet effet, l’installation comporte un échangeur de chaleur air-eau (20) assurant le réchauffage de l’air injecté dans le conduit amont (220) débouchant dans le sécheur d’anodes (200).
  • Cet échangeur de chaleur (20) est alimenté par un fluide caloporteur provenant d’un premier échangeur air-eau (10) disposé sur le conduit aval (110) du sécheur de cathodes (100).
  • Enfin, un récupérateur de chaleur (1) est relié au circuit pour évacuer la chaleur excédentaire du fluide caloporteur lorsque le sécheur d’anodes (200) n’est pas en fonction.
  • L’échangeur de chaleur air-eau (20) assurant le réchauffage de l’air injecté dans le conduit amont (220) débouchant dans le sécheur d’anodes (200) apporte, dans un exemple particulier de réalisation, un gain énergétique d’environ 343 kW, et l’échangeur air-eau (501) disposé sur ledit système (500) de condensation et de récupération de NMP apporte un gain énergétique d’environ 184 kW.
  • Un deuxième récupérateur d’énergie est placé sur la boucle d’air du sécheur d’anodes. Il comporte un échangeur air-eau (31) disposé sur le conduit aval (210) d’aspiration d’air chaud provenant du sécheur d’anodes (200). Cet échangeur air-eau (31) est relié par un circuit de fluide caloporteur à un second échangeur air-eau (32) disposé sur le conduit amont (220) disposé sur le conduit amont (220) de réinjection d’air chaud provenant du sécheur d’anodes (200).
  • Deux vannes d’isolement (225, 226) permettent d’isoler l’installation de l’extérieur en cas d’arrêt du fonctionnement.
    • Récupération d’énergie dans le condenseur
  • La illustre schématiquement le condenseur destiné à la récupération du NMP. L’air chargé de NMP issu du tunnel de séchage (100) des cathodes pénètre dans l’enceinte du condenseur à une température de 68 à 85°C par une extrémité amont (520) et traverse une série de batteries de condensation (520 à 523) dans lequel circule un fluide caloporteur à basse température provenant d’une source froide (540) à - 2 °C.
  • Typiquement le fluide entre dans la cellule (520 à 523) à une température de - 2 °C et ressort à une température de + 3 °C. L’air chargé de NMP se refroidit au passage de chaque cellule de condensation (520 à 523) et sa température décroit par exemple respectivement à 30°C, 20 °C, 12°C puis 3°C au passage des cellules de condensation (520 à 523) successives. Le NMP condensé est récupéré dans chaque cellule de condensation (520 à 523) et transféré dans un réservoir (550).
  • Un système de récupération thermique est composé d’un échangeur air-eau (502) situé à la sortie du condenseur, traversé par l’air purifié à une température d’environ 3°C et ressortant à une température d’environ 35 °C à 55 °C. Le fluide calorifique refroidi circule dans un circuit de transfert (560) grâce à une pompe (565) pour refroidir un échangeur de chaleur amont (501) placé entre l’alimentation d’air contenu du NMP (520) et la première cellule (520), et assure un refroidissement primaire de l’air pour l’amener à une température d’environ 50 °C.
    • Variante
  • Optionnellement, l’enduction des anodes utilise aussi un solvant contenant du NMP. Dans ce cas, le circuit de recyclage de l’air issu du tunnel de séchage (200) des anodes comprend les mêmes équipements que le circuit de recyclage de l’air issu du tunnel de séchage (100) des cathodes, et notamment un condenseur (500) avec un circuit de récupération de chaleur comme décrit ci-dessus.
    •

Claims (6)

  1. Installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion comportant un poste d’enduction de matières actives sur cathodes dans un solvant constitué de NMP, et un poste d’enduction de matières actives sur anodes dans un solvant aqueux, ladite installation comportant un système (500) de condensation et de récupération de NMP au sécheur de cathodes (100) caractérisé en ce que le flux traité par ledit système (500) de condensation et de récupération de NMP est constitué par une partie variable comprise entre 15 et 90 % du flux issu dudit sécheur de cathodes (100), le débit d’aspiration de ce flux traité par le système (500) de récupération de NMP est calculé au plus juste selon la quantité de NMP à évaporer et est commandé par une vanne dérivation (130) et en ce qu’elle comporte un échangeur de chaleur air-eau (20) assurant le réchauffage de l’air injecté dans le conduit amont (220) débouchant dans le sécheur d’anodes (200).
  2. Installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit échangeur de chaleur air-eau (20) est alimenté par un fluide caloporteur provenant d’un échangeur air-eau (10) disposé sur le conduit aval (110) du sécheur de cathodes (100).
  3. Installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que ledit système (500) de condensation de NMP comporte un échangeur air-eau amont (501) et un échangeur air-eau (502) aval, reliés par une circulation d’un fluide caloporteur.
  4. Installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle comporte un récupérateur d’énergie placé sur la boucle d’air du sécheur d’anodes (200).
  5. Installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit récupérateur d’énergie comporte un échangeur de chaleur air-eau (31) disposé sur le conduit aval (210) d’aspiration d’air chaud provenant du sécheur d’anodes (200), ledit échangeur air-eau (31) étant relié par un circuit de fluide caloporteur à un second échangeur air-eau (32) disposé sur le conduit amont (220) d’injection d’air chaud dans le sécheur d’anodes (200).
  6. Installation pour la production d’électrodes pour batteries lithium-ion selon la revendication 1 caractérisée en ce que le solvant du poste d’enduction d’anodes contient également du NMP, et en ce que ledit sécheur d’anodes (200) génère un second flux traité partiellement ou totalement par ledit système (500) de condensation et de récupération de NMP.
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